А. Д. Хомоненко В М. Цыганков М. Г. Мальцев

Учебник

А - f

» I* * \г

vA. Я»

БАЗЫ ДАННЫХ

Базы данных

Учебник для высших учебных заведений

Рекомендован Учебно методическим объединением по образованию в области автоматики, электроники, микроэлектроники и радиотехники при обучении по техническим и экономическим специальностям

Под редакцией профессора А. Д Хомоненко

4-е издание, дополненное и переработанное

Санкт-Петероур! КОРОН А принт 2004

ББК 32.81 Х76

Pencil <енты:

Cuiiki Петербургский институт информ пики и автоматизации Российской академии наук (директор института доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Юс,/пои Р \Щ Заместитель заведующего кафг (рой Экономической ин(|к)рма1пки п АСУ СПбГУЭиФ кандидат технических наук, допет Пашкина II В.

Хомоненки А. Д., Цыганков В. М., Мальцев М. Г.

Х7С Ьазы цанны> Учебник уш высших учебных заведений / Под ред. проф. А. Д. Хо- моненко. — 4-е изд., доп. н перераб — СПб.: КОРОНА принт, 2004. 736 с.

ISBN 5-7931-0284-1

Рассматриваются понятия {ш шиных и варианты их архитектуры Дастся характеристика мо­делей представления данных, рассматриваются реляционная модель данных т проектирование [к¹- ляционных баз данных,CASE-системы, защита и администрирование баз данных. Описывается технология ряЬработк" персональных баз данных и клиентской час ти распределенных(кяданных с помощью СУЬДMicrosoftAccess,VisualFoxPro, системыBorlandС++Builderи серверной чав ти с помощьюMicrosoftSQIServerОписываются ослопы публикации БД и Ин тернеп архн тск- тураWib-нри'южений интерфейсыCGIиISAPI/NSAPIДастся общая характерис тика техноло­гииADONETWeb-cepiieponи средств публикации бал данных в Интернете. Рас< матрн каются технологии публикации 6а) данных с использованиемXML иMicrosoft Access. По каждому разде­лу приводятся контрольные вопросы и шдания

Для студентов и слушателей высших учебных заведений, обучающихся но техническим и экономическим специальностям.

Учебник для высших учебных заведений ПАЗЫ ДАННЫХ

Ответственный за выпускЗимина М. С ВерсткаБарыншикпиа Т. К.Дизайн обложкиЧигулаен А. А.

ши. 6 У3/1

Г Лице.

bljZ^L,

Лицензия ЛР № 065007 от 18.12.1997 ООО «КОРОНА принт» 190005, Сапкт-Петербур! Измайловский пр 29, тел./факс: (812) 251-33-94

Подписано в печать 13.01.04. Формат 70x100 Vie Печать офсетная Бумага газетная Печ. л. 46. Дои тираж 5 000 Вкз. Зака Мг 474

Отпечатано с готовых диапозитивов в ФГУП ордена Трудового Красного Знамени «Техническая книга» Министерства Российской Федерации но делам печати, телерадиовещания и среден! массовых коммуникаций 190005, Санкт Не гербу pi, Измайловский нр 29

© «КОРОНА принт», 2004 © Хомоненко А. Д., Цыганков В. М.,

I5BN 5-7931-0284-1 Мальцев М Г ,2004

Книгу посвящск и нашим родителям.

Предисловие

Использование баз данных и информационных систем становится неотъем­лемой составляющей деловой деятельности современного человека и функ ционирования преуспевающих организации. В связи с этим большую акту­альность приобретает освоение принципов построения и эффективного применения соогветствующихтехиоло! им и npoi раммных продуктов систем управления базами данных,CASE-систем автоматизации проектирования, средств администрирования и защиты баз данных и других.

От правильного выбора инструментальных средств создания информаци­онных систем, определения подходящем! модели данных, обоснования рацио­нальной схемы построения базы данных, организации запросов к хранимым данным и ряда других моментов во многом зависит эффективность функцио- нирования разрабатываемых систем. Все это требует осознанного примене­ния теоретических положений и инструментальных средств разработки баз данных и информационных систем

В настоящее время большой популярностью пользуется сеть Интернет Одной из причин этого является возможность получения в реальном мас­штабе времени разнообразной информации, охватывающей все сферы дея­тельности человека. Для эффективной работы с информацией такого огром- ного объема нужна высокая степень ее упорядочения. Современные системы управления базами данных предоставляют развитые средства для организо­ванного доступа к информации. Вполне логично применение технологии си­стем управления базами данных в сети Интернет.

Одним из основных принципов функционирования сети Интернет явля ется представление данных в HTMI-формате (на языке разметки гипертек­ста). Для обеспечения доступа клиентов сети Интернет к нужной информа­ции из базы данных, находящейся на компьютере, на котором загтценWt-b-сервер, нужно эти данные опубликовать (представить) в И ГML- форма­те. Публикация баз данных в Интернете осуществляется с помощью техноло­гий, реализующих возможность размещения наWeb-страницах информации из баз данных, хранящихся наWeb-cepBepe

Объединение Интернет-технологии и технологии систем управления ба­зами данных (СУБД) как способ организации доступа к данным имеет следу­ющие достоит гва.

• В Интернете применяется ушкрицированный подход, заключающийся в использовании для доступа пользователей к хранящейся на Web-cep- верах информации единственной программы-обозревателя. Это позво­ляет стандартизовать пользовательски» интерфейс.

• Использование для обмена информацией в с ети илатформонезависимо т протокола HTTP (I IvperText Transport. Protocol — протокол передачи гипертекста). Обмен информациеймежду обозревателем иWeb-cepBe ром также осуществляется с помошыо этого протокола, что позволяет стандартизовать и упростить представление данных.

• Многоуровневая архитектура сети Интернет имеет стандартные спосо­бы наращивания возможностей обозревателя и Wcb-еервера. Использо­вание многоуровневой архитектуры позволяет выполнять доступ к ус­лугам Интернета из корпоративных инграсетей и обеспечивать информационный обмен между СУ БД, работающими на различных плат­формах (операционных системах и аппаратных средствах).

• Применение СУБД для упорядоченного хранения информации позво ляет ввести стандар ты и организова гь на более качественном уровне хра­нение и извлечение данных, защиту информации, управление транзак­циями с помощью языка SQL.

Результатом применения обьединеннон технологии Интернет/СУБД яв­ляется удешевление установки и сопровождения программного обеспечения как пользователей сети Интернет, так и программного обеспечения инфор­мационных систем, построенных на основе использования СУБД.

Цель книги заключается в систематическом изложении теоретических основ построения баз данных, возможностей современных систем управления баз дан­ных, технологии применения их для разработки и использования информаци­онных систем, в гом числе в сетях Интернет и интранет. Книга ориентирована на ис пользование в учебном процессе, поэтому авторы стремились к доходчивому иапожению материала, строгому определению понятий, четкой классификации рассматриваемых средств и технологии с указанием их достоинств и недостат­ков. По каждому разделу приводятся контрольные вопросы и задания дастся перечень дополнительной литера^ры для углубленного изучения.

Харак геристика основных средств систем управления базами данных и тех­нология разработки персональных баз данных и клиентской час ти распреде ленных баз данных с помощью Microsoft Access 2002,Borland С++Builder 6.0,Visual FoxPro 8.0 и серверной части с помощьюMicrosoft SQL Server 2000 описываются применительно к современным версиям названных СУБД.

Материал четвертой части кнш и подготовлен таким образом, чтобы чп та- тель имел дос таточно полную информацию для создания собственного Web- приложения, публикующего базы данных в Интернете, не прибегая к допол­нительней! литературе. Для создания собственногоWeb-приложрния и запуска приведенных примеров в среде операционной сис темыWindows2000Serverтребуется установкаWeb-сервераMicrosoftInternetInformationServer,aпля операционной системыWindows98 нужно установитьWeb-серверPersonalWeb-Server. Для обеих платформ дополнительно потребуется установ­ка драйверов —ODBC и обозревателяInternet Explorer версии не ниже 5 0.

При создании собственных Web-приложении с использованием средствJava требуется пакетJL)К.

Книга состоит из следующих частей.

Часть 1. Основы построения баз данных. Описываются основные поня­тия баз данных и информационных систем, дается общая характеристика мо­делей представления данных. Рассматриваются основные понятия широко распространенной реляционной модели данных, языки запросов. Описыва­ются особенности построения и использования информационных систем в сетях, модели архитектуры клиент-сервер, управление распределенными дан­ными, информационные системы в локальных сетях, Интернет и интранет.

Часть 2. Проектирование и использование БД. Рассматриваются вопросы проектирования реляционны* баз данных (проб темы проектирования, норма лизация отношений методом нормальных форм, организация связей между таблицами), метод сущност ь-связь, средства автоматизации проект ирования (модели жизненного цикаа, модели структурного и объектно ориентирован­ного проектирования, классификация, характеристика и рекомендации по при­менению CASE-систем). Описываются вопро< ы использования баз данных (настройка и администрирование, защита информации, работа с мультимедиа- данными). Затрагиваются дополнительные воппосы применения баз данных (профаммно-аппаратные платформы, перспективы развития СУБД, стандар­тизация баз данных, современная т ехнологияADO NET).

Часть 3. Современные СУБД и их применение. Рассматриваются воз­можности и основные приемы применения современных СУБД Microsoft Access 2002,Visual FoxPro 8 0 иMicrosoft SQL Server 2000, а также системы быстрой разработки приложенийBorland Сt-+ Builder 6 0, обладающей воз­можностями разработки приложений для работы с базами данных. Выбор названных СУБД и средств сделан ввиду их большой распространенности и высоких эксплуатационных характеристик. Рассмотрение названных про грамм ведется с кратким изложением ключевых вопросов. В их число вклю­чены следующие: общие сведения о системе, средства поддержки логичес­кого проектирования, средства создания основных элементов БД К администрированию отнесены вопросы защит ы информации и обслужива ния БД. Материал третьей части ориентирован на эффективное решение задач проектирования, создания и администрирования БД, в том числе с применением технологии клиент-сервер. Рассматриваются особенности раз- работки клиентской части распределенных баз данных и ор1аннзации зап­росов к базе данных на сервере.

Часть 4. Публикация баз данных в Интернете. Описываются основы пуб­ликации БД в Интернете, основные элементы языков HI МL иXML, особен­ное! и объединениятехнологий Интернета и СУБД. Рассматриваются архи тектураWeb-приложения, объектные и программные интерфейсыAI )0,OLE DB иOBDC. протоколы программирования Интернет приложенийCGI и

ISAPI/NSAPI. Дается общал характеристикаWeb-серверов и средств публи­кации баз данных в Интернете.

Рас< ма гривается с< вдание приложений, расширяющих возможности Web- серверов для работы с базами данные под управлением операционной систе­мыWindows 2000 Описываются техника создания приложений и апплетов на языкеJava, технология применения языка ХМL как стандарта органчза ции обмена. Приводя гея примеры передачи данных между XML-доку мента­ми и базами данных. Рассматриваются технологии публикации баз данных с использованиемMicrosoft Access. Описывается применение названных си­стем для создания отчетов из базы данных в виде динамическихHTM I ,-стра ниц в популярных ФорматахfDC/НТХ иASP. применение языкаJavaScript для создания сценариев, связывающих объекты НТМL-страниц с базами дан­ных.

При оф< >рмлении материалов испо. гьзовались сл< дующие соглашения о выделении текста: определения терминов даются полужирным начертанием; подчиненные определения — полужирным курсивом; текст, на который об­ращается внимание читателя, набран курсивом.

Подготовка книги основана на опыте преподавания ряда дисциплин по современным информационным технологиям, в том числе дисциплины « Разы данных», преподавателями кафедры Математического обеспечения ВКА им. А. Ф. Можайского. Отбор материала выпо лнен на основе общих требова­ний программ дисциплины «Базы данных» для ряда технических и экономи ческих специальностей высших учебных заведений, изложенных в Государ­ственном ооразовательном стан дарте.

Авторы благодарят руководство издательства «БХВ-Петсрбург> в лице В. А. Сергеева и Е. В. КондукоВой за предоставленную возможность исполь­зовать материалы из книги "Мещ« ряков Е. В., Хомоненко А. Д. Публикация баз данных в Интернете. — СПб.: БХЬ-Петербург, 7U0¹", а также выражают признательность Е. В. Мещерякову за совместную подготовку материалов 4-й части книги В. В. Гридйму — за помощь в подготовке материалов 10 й главы по СУБДAccess, С. В. Кирюшкину - за участие рподготовке материаюв под­раздела 9.4 по технологии АПО.NET, Д. В Жарову — за помощьв подготовке материалов по серверуApache, А. Н. Гоголеву — за помощь в отладке прило­женийJava, А. В. Кудашеву — за помощи в подготовке материалов по техно­логии примененияCASE-систем для проектирования и разработки инфор­мационных систем, Д. С. Зонову — за помощь в подготовке материалов 12-й главы по СУБДVisual FoxPro.

Авторы

t

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ БАЗ ДАННЫХ